Стабилизатор курса речных судов Советский патент 1974 года по МПК B63H25/04 

1

Изобретение относится к судовождению, в частности к автоматизации управления движением речных судов.

Известны стабилизаторы курса речных судов, содержащие промежуточные усилители, датчик угловой скорости (ДУС), а также магнитный датчик курсового угла. Однако известные стабилизаторы курса речных судов не обеспечивают длительной курсовой памяти из-за несовершенства современных интегральных схем, в результате чего медленно накапливается ошибка по курсовому углу.

Целью изобретения является повышение надежности в работе и обеспечение автоматического управления судном по скоростному параметру. Это достигается тем, что в стабилизатор введены согласуюш,ий сельсин со штурвальчиком и блок информации, в котором содержатся ДУС и индукционная часть магнитного датчика курсового угла, связанная электрически с роторными обмотками сельсина, обмотка возбуждения которого соединена как с индикатором настройки сельсина, так и последовательно через усилитель со встроенным в него блоком временной задержки с первым регулируемым резистором, а последний электрически связан с усилителем мошности, в свою очередь соединенным последовательно через другой регулируемый резистор с рулевым датчиком, имеюш,им кинематическую

связь с рулем, причем руль через рулевой привод электрически связан также с усилителем мош;ности, при этом ДУС электрически связан как прямо, так и через дифференцируюш,ее устройство с усилителем сигналов ДУС, последний с одной стороны через третий регулируемый резистор связан также с усилителем мощности, подключенным к источнику питания, а с другой - последовательно через отдельный блок временной задержки и четвертый регулируемый резистор сам подключен к другому источнику питания. Кроме того, с целью сокращения каскадов усилителя, магнитный датчик курсового угла выполнен в виде

трехстержневого индукционного датчика (феррозонда), установленного на покровном стекле путевого магнитного компаса.

На чертеже представлена схема автоматического стабилизатора курса и приняты условные обозначения: 1 - датчик угловых скоростей поворота судна (ДУС); 2 - индукционный датчик-феррозонд (ИД); 3 - усилитель сигналов (УС); 4 - сельсин настройки курсового угла; 5 - усилитель с инерционным

блоком (блок задержки) с большой постоянной времени 30-60 с; 6 - усилитель мощности; 7 - щтурвальчик согласования курсового сельсина и задатчик угла поворота судна; 8 - рулевой привод; 9 - рулевой датчик

(датчик обратной связи); 10 - устройство

временной задержки (10-15 с) по сигналу задания угловой скорости поворота судна; 11 - индикатор настройки сельсина на заданном курсе; 12 - дифференцирующее устройство; 1 - магнитный компас; 14 - руль; i, 2, 3, Ri - регулируемые резисторы; 1 - блок информации. Стабилизатор курса управляется по закону:

и К,и (О + К,и., + К,и ,

где 6 - угол перекладки пера руля;

(О - угловая скорость поворота судна;

ф фистинный - фзаданный - Отклонение ОТ

курса;

Ki, К.2, Кз - эмпирические коэффициенты. Сигнал :6ш с ДУС 1, а при повороте еще и сигнал

dU. dt

пропорциональный производной от угловой скорости, поступает на УС 3 и далее усиленный сигнал ) или

/dU.

К. (р. + -, J

.скоростного параметра подается на усилитель мощности 6. Сигнал U снимается с обмотки возбуждения сельсина 4, предварительно согласованного по положению ротора (штурвальчик) 7 с сигналом ИД 2, возбужденного вектором магнитного поля катушки компаса 13. Полученный курсовой сигнал предварительно усиливается с введением временной задержки в усилителе 5 и поступает в усилитель мощности 6. Суммированный в усилителе 6 сигнал является сигналом (Vz - бортсеть) управления питанием рулевого электропривода 8, отработка которого приводит к перекладке руля 14 и повороту рулевого датчика 9, электрический сигнал K.zU с которого поступает на вход усилителя 6 для компенсации сигнала блока информации.

Наличие задерживающего временного звена в курсовом канале исключает возможность прохождения ложных сигналов, наблюдаемых при колебаниях картушки компаса 13. Постоянно, безинерционно действующим параметром стабилизатора курса является скоростной сигнал.

Практикой установлено, что при управлении только по скоростному параметру за время 1-2 мин судно практически не успевает уклониться с заданного курса. Курсовая ошибка в этом случае начинает наблюдаться после 5- 10 периодов качания судна, т. е. практически за время более 2 мин, и тогда только вводится сигнал по курсу.

Для осуществления автоматического поворота судна с заданными значениями угловых скоростей в усилитель 3 вводится сигнал . При этом для автоматического поворота судна

достаточно простого поворота курсового сельсина на новый курс (независимо от величины изменения курсового угла). Такой способ подачи команды на поворот исключает необходимость в следящем устройстве по курсовому сигналу. Вредное резкое воздействие курсового сигнала (с закладкой руля на борт) в этом случае исключается временной задержкой Т в канале курсового угла. Внесение временной

задержки (i) в задающий сигнал Ait/i угловой скорости поворота судна (10-15 с) обеспечивает плавный без перерегулирования выход судна на циркуляцию заданного радиуса. Повышению качества автоматического поворота содействует сигнал

dUu.

Л .

dt

формируемый дифференцирующим устройством 12.

Предмет изобретения

1.Стабилизатор курса речных судов, содержащий промежуточные усилители, датчик угловой скорости (ДУС), а также магнитный датчик курсового угла, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и обеспечения автоматического управления судном по скоростному параметру, в

стабилизатор введены согласующий сельсин со штурвальчиком и блок информации, в котором содержатся ДУС и индукционная часть магнитного датчика курсового угла, связанная электрически с роторными обмотками сельсина, оомотка возбуждения которого соединена как с индикатором настройки сельсина, так и последовательно через усилитель со встроенным в него блоком временной задержки с первым регулируемым резистором, а последний

электрически связан с усилителем мощности, в свою очередь соединенным последовательно через другой регулируемый резистор с рулевым датчиком, имеющим кинематическую связь с рулем, причем руль через рулевой привод электрически связан также с усилителем мощности, при этом ДУС электрически связан как прямо, так и через дифференцирующее устройство с усилителем сигналов ДУС, последний с одной стороны через третий регулируемый резистор связан также с усилителем мощности, подключенным к источнику питания, а с другой - последовательно через отдельный блок временной задержки и четвертый регулируемый резистор сам подключен к

другому источнику питания.

2.Стабилизатор по п. 1, отличающийс я тем, что, с целью сокращения каскадов усилителя, магнитный датчик курсового угла выполнен в виде трехстержневого индукционного датчика (феррозонда), установленного на покровном стекле путевого магнитного компаса.